絕緣監(jiān)測(cè)裝置存在的問(wèn)題與解決方法

1、目 錄1.直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置原理闡述2.直流系統(tǒng)事故案例分析3.絕緣監(jiān)測(cè)裝置存在的問(wèn)題與危害4.電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求前國(guó)內(nèi)數(shù)省正在制定的直力5.QDA-300在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)裝置介紹 直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置原理闡述目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置絕大部分采用平衡橋檢測(cè)原理，為了更準(zhǔn)確檢測(cè)直流系統(tǒng)兩極接地故障，較為先進(jìn)的裝置采用了平衡橋與切換橋相結(jié)合的檢測(cè)原理。在絕緣正常時(shí)，正負(fù)極電壓基本平衡，當(dāng)直流系統(tǒng)的絕緣下降時(shí)（直流接地），系統(tǒng)正、負(fù)極對(duì)地電壓會(huì)發(fā)生偏差,裝置通過(guò)檢測(cè)對(duì)地電壓的變化進(jìn)行接地告警。同時(shí)由于正負(fù)極對(duì)地電壓壓差的存在,在接地支路會(huì)產(chǎn)生直流漏電流（或由在系統(tǒng)內(nèi)的絕緣檢測(cè)裝置通過(guò)切變電阻產(chǎn)生一個(gè)交變接

2、地檢測(cè)信號(hào)），通過(guò)裝置附帶的互感器（CT）檢測(cè),進(jìn)行支路選線(xiàn)。 檢測(cè)原理大致可分為：平衡橋檢測(cè)、雙橋檢測(cè)、乒乓橋檢測(cè)及平衡橋+切換橋檢測(cè)選線(xiàn)采用的技術(shù)原理主要分為：檢測(cè)直流漏電流和檢測(cè)一個(gè)低頻微功率的交變信號(hào)原理闡述原理闡述平衡橋檢測(cè)原理作用：將直流系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電壓鉗位在50%的母線(xiàn)電壓；檢測(cè)直流系統(tǒng)單極接地。缺陷:無(wú)法判斷兩極接地或多點(diǎn)接地。雙橋檢測(cè)原理作用：兩組平衡橋電阻加切換開(kāi)關(guān)，能檢測(cè)兩極接地故障。缺陷：正負(fù)對(duì)地電阻差大，電壓波動(dòng)大，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。乒乓橋檢測(cè)原理作用：兩組平衡橋電阻加切換開(kāi)關(guān)，能檢測(cè)兩極接地故障。缺陷：正負(fù)對(duì)地電阻差大，電壓波動(dòng)大，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。平衡橋+切換橋

3、檢測(cè)原理減少壓差，電壓波動(dòng)小，最大限度避免直流系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)檢測(cè)兩極接地和多點(diǎn)接地故障較為先進(jìn)的裝置采用了平衡橋與切換橋相結(jié)合的檢測(cè)原理直 流 系 統(tǒng) 事 故 案 例 分 析案例分析(一)、 因絕緣裝置電壓波動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)致一點(diǎn)接地后保護(hù)誤動(dòng)(石家莊）1、事故現(xiàn)場(chǎng)基本情況l某220V變電站進(jìn)行線(xiàn)路RCS-931BM、PSL-603GC型保護(hù)分別停運(yùn)改定值工作。l工作成員進(jìn)行RCS-931BM型保護(hù)改定值工作，在進(jìn)行保護(hù)改定值后定值打印及壓板電位測(cè)試工作時(shí)，開(kāi)關(guān)發(fā)生A相跳閘。l站內(nèi)監(jiān)控機(jī)顯示站內(nèi)此時(shí)無(wú)直流接地及其他異常信號(hào)發(fā)出。2、事故產(chǎn)生原因分析l 測(cè)量壓板電位，造成一點(diǎn)接地保護(hù)工作人員進(jìn)行線(xiàn)路保護(hù)改

4、定值工作，在使用萬(wàn)用表測(cè)試壓板電位操作過(guò)程中，萬(wàn)用表由于長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟而自動(dòng)屏蔽電源，在其操作重新開(kāi)機(jī)切換檔位時(shí)，萬(wàn)用表檔位短時(shí)切過(guò)至“低電阻”檔位，造成跳閘回路的一點(diǎn)接地。l 一點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)對(duì)變電站線(xiàn)路PSL-603GC、RCS-931BM型保護(hù)重合閘正確動(dòng)作，重合成功；現(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備未見(jiàn)異常；對(duì)側(cè)線(xiàn)路保護(hù)未動(dòng)作，設(shè)備正常。3、VTBJ=V-(0)-V-(0)-V-()e-t/T4、事故發(fā)生時(shí)用錄波器檢測(cè)的系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電壓波形5、繼電器動(dòng)作區(qū)域示意圖6、引起保護(hù)跳閘的主要因素l 測(cè)量壓板電位，短時(shí)間造成一點(diǎn)接地。l “絕緣監(jiān)測(cè)裝置”在測(cè)量直流系統(tǒng)絕緣時(shí)， 正負(fù)極對(duì)地電壓波動(dòng)太大。l 直

5、流系統(tǒng)中，存在對(duì)地電容。案例分析(二) 、某500KV變電站電壓波動(dòng)及偏移情況1、外接表計(jì)測(cè)量母線(xiàn)對(duì)地電壓l對(duì)一段母線(xiàn)正負(fù)對(duì)地電壓進(jìn)行測(cè)量，正極對(duì)地156V-130V波動(dòng)，負(fù)極對(duì)地103V-76V波動(dòng)。同時(shí)測(cè)量無(wú)交流分量。l對(duì)二段母線(xiàn)正負(fù)對(duì)地電壓進(jìn)行測(cè)量，正極對(duì)地141V-114V波動(dòng)，負(fù)極對(duì)地105V-75V波動(dòng)。同時(shí)測(cè)量無(wú)交流分量。 2.停掉在線(xiàn)運(yùn)行的絕緣監(jiān)察裝置后l 停掉一段在線(xiàn)運(yùn)行的絕緣監(jiān)察裝置后，測(cè)量正極對(duì)地120V，負(fù)極對(duì)地114V，無(wú)波動(dòng)。 l 停掉二段在線(xiàn)運(yùn)行的絕緣監(jiān)察裝置后，測(cè)量正極對(duì)地130V，負(fù)極對(duì)地-95V，無(wú)波動(dòng)。3、外接平衡橋后電壓情況l兩段母線(xiàn)退出絕緣監(jiān)察裝置后同

6、時(shí)接入正負(fù)電阻平衡橋（47 K）。l測(cè)量一段母線(xiàn)對(duì)地電壓為：正極對(duì)地124V，負(fù)極對(duì)地110V，電壓穩(wěn)定。l測(cè)量二段母線(xiàn)對(duì)地電壓為：正極對(duì)地109V，負(fù)極對(duì)地110V，電壓穩(wěn)定無(wú)波動(dòng)，正常運(yùn)行。 4、結(jié)論本站直流系統(tǒng)的電壓偏移及波動(dòng)的原因是由在線(xiàn)絕緣裝置引起，有兩方面原因。一：電壓偏移：是裝置內(nèi)故障，平衡橋故障導(dǎo)致。二：電壓波動(dòng)：是裝置設(shè)計(jì)原理缺陷導(dǎo)致。 5、該變電站曾發(fā)生的事故 1、2008年發(fā)生單臺(tái)主變誤跳事故 2、2009年發(fā)生兩臺(tái)主變同時(shí)誤跳事 注：該站共有2臺(tái)500kV主變案例分析(三) 、陜西某330KV變電站誤動(dòng)事故分析下雨接地誤跳閘誤跳閘1、事故后果及演變過(guò)程2011年8月19

7、日， 某330KV變電站兩臺(tái)主變高壓側(cè)斷路器相繼跳，110KV母線(xiàn)失壓，導(dǎo)致其饋供15座110KV變電站失壓，其中包括2座110KV鐵路牽引站。2、事故簡(jiǎn)述及實(shí)驗(yàn)分析l 直流接地情況跳閘前I段母線(xiàn)正極接地，跳閘后，經(jīng)檢查，接地點(diǎn)在110KV家子I斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫濕度控制器，有滲水。l 實(shí)驗(yàn)分析模擬交流串入直流的實(shí)驗(yàn)中，非電量中間跳閘繼電器ZJ在受到交流干擾而產(chǎn)生出口跳閘。l 交流電源串入直流系統(tǒng)的原因溫濕度控制器控制電源為220V交流，信號(hào)源為220V直流，滲水后交直流短路，直流系統(tǒng)I段接地，并串入220V交流電。l 參考分析圖表圖表1：過(guò)程描述相相相相相相33103311正確動(dòng)作正確動(dòng)作

8、正確動(dòng)作正確動(dòng)作3330正確動(dòng)作正確動(dòng)作3332正確動(dòng)作正確動(dòng)作圖表2：開(kāi)關(guān)誤動(dòng)情況l不能識(shí)別是否由交流串入直流引起的接地：對(duì)事故分析和預(yù)防措施造成困難。l交流串入直流引起的接地，一般接地極為，但該事故中正極接地電壓為。l下雨、潮濕引起的接地故障，絕緣電阻一般是逐步下降，在絕緣下降過(guò)程中，正負(fù)極壓差大于時(shí)，沒(méi)有告警l在福建等省也曾發(fā)生交流竄入導(dǎo)致多次誤動(dòng)事故案例發(fā)生。3、在本次事故中絕緣裝置暴露出來(lái)的問(wèn)題案例分析(四) 、廣西某水電廠(chǎng)直流系統(tǒng)問(wèn)題導(dǎo)致機(jī)組跳閘分析1、事故發(fā)生的狀況2009年03月26日上午10時(shí)39分，#1機(jī)組出口開(kāi)關(guān)QF711突然跳閘，監(jiān)控系統(tǒng)有如下信號(hào)：l 10：39：37

9、 #1機(jī)故障錄波器觸發(fā)動(dòng)作l 10：39：38開(kāi)關(guān)站溯河II、I線(xiàn)線(xiàn)路斷路器保護(hù)啟動(dòng)失靈動(dòng)作l 10：38：38：539 #1發(fā)電機(jī)斷路器QF711分閘l 10：39：41#1發(fā)電機(jī)水輪機(jī)115%轉(zhuǎn)速（主配失靈時(shí)）動(dòng)作2、套直流系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行實(shí)際橋電阻：40/40/40/40/30=7.5k系統(tǒng)對(duì)地總電容：623微法3、結(jié)論l 本站直流系統(tǒng)，由于2段母線(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行，多套絕緣裝置的平衡橋電阻接入1套直流系統(tǒng)，導(dǎo)致實(shí)際的平衡橋電阻只有7.5k：對(duì)于220V直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，明顯偏?。唤拥毓收蠙z測(cè)靈敏度大大下降，絕緣電阻需降低到25k/5套，約5k才能告警l 3套絕緣裝置內(nèi)都有約200微法對(duì)地電容，導(dǎo)致直流

10、系統(tǒng)對(duì)地總電容高達(dá)600多微法。l 上述2個(gè)因素都可在一點(diǎn)接地的情況下，引起保護(hù)誤動(dòng)案例分析(五) 、現(xiàn)行微機(jī)絕緣裝置校驗(yàn)結(jié)果分析（湖北省為例） 2008年9月，由湖北省電科院組織對(duì)下屬各地市局及超高壓公司所轄110KV以上變電站311套絕緣監(jiān)測(cè)儀的使用現(xiàn)狀進(jìn)行了一次初步的調(diào)查，調(diào)查是由省電科院設(shè)計(jì)調(diào)查表格測(cè)試方法，由各地市局按要求獨(dú)立完成的。到08年10月10日止除超高壓公司沒(méi)有上繳調(diào)查報(bào)表外下轄的12個(gè)地市局已全部上報(bào)調(diào)查報(bào)告 1、基本結(jié)果（見(jiàn)表1）2、絕緣監(jiān)測(cè)儀損壞，有8臺(tái)l 3臺(tái)黑屏，l1臺(tái)顯示模糊，l2臺(tái)無(wú)工作電源，l1臺(tái)裝置系統(tǒng)電壓顯示390V，正、負(fù)極對(duì)地電壓顯示40V，l1臺(tái)裝

11、置V顯示0V，V-顯示93V，數(shù)據(jù)明顯錯(cuò)誤，l這類(lèi)問(wèn)題占本次調(diào)查裝置的約2.6。3、監(jiān)測(cè)儀顯示絕緣電阻很低，而不發(fā)告警信號(hào) ，有14臺(tái)4、對(duì)地電壓偏差大，有40臺(tái)下面列取部分?jǐn)?shù)據(jù)，是我們這次上報(bào)數(shù)據(jù)中正負(fù)極壓差大于和接近30V的部分?jǐn)?shù)據(jù)l石山變的壓差最大，有近90V；l超過(guò)40V壓差的變電站有7個(gè)；l30V-40V之間的變電站有33個(gè)；l武漢局有26個(gè)站電壓壓差為30V,占本次統(tǒng)計(jì)變電站總數(shù)的32.5，雖然沒(méi)有達(dá)到接地處理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該引起運(yùn)行維護(hù)人員的重點(diǎn)關(guān)注；5、對(duì)地電壓波動(dòng)大l從調(diào)查數(shù)據(jù)分析，很多站電壓因?yàn)檠b置的影響，產(chǎn)生了較大的電壓波動(dòng)l最嚴(yán)重的恩施魚(yú)泉站電壓波動(dòng)在0220V之間波動(dòng)l陳家

12、灣有近100Vl鄂州的旭光、吳都等有近60V的電壓波動(dòng)l目前系統(tǒng)繼電器的動(dòng)作電壓整定值在5070之間，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，極易引起保護(hù)的誤動(dòng)、拒動(dòng)6、絕緣監(jiān)測(cè)儀裝置顯示值不規(guī)范有很多站的V+、V-、R+、R-顯示“正?！薄癘K”“K” 絕緣監(jiān)測(cè)裝置存在的問(wèn)題與危害存在的問(wèn)題與危害1、兩極接地不能正確告警選線(xiàn) 危害：可能造成直流系統(tǒng)短路；不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池漏液引起的接地故障，可能使蓄電池容量失效。2、交流竄入不能正確告警選線(xiàn) 危害：引起大面積停電事故。3、電壓偏移不能正確告警選線(xiàn) 危害：一點(diǎn)接地可能引起保護(hù)誤動(dòng)。4、直流竄入不能正確告警選線(xiàn) 危害：引起保護(hù)誤動(dòng)、降低蓄電池壽命、引起火災(zāi)等。5、

13、產(chǎn)生電壓波動(dòng) 危害：一點(diǎn)接地可能引起保護(hù)誤動(dòng)。6、接地故障定位正確率小于30% 危害：使接地故障排查困難；直流系統(tǒng)接地故障運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，增加兩點(diǎn)接地故障引起保護(hù)誤動(dòng)機(jī)會(huì)。電 力 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 要 求電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求 1、國(guó)家電網(wǎng)18條反措要求 5.1.1.18.3新建或改造變電站，直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)具備交流竄入直流的測(cè)記和報(bào)警功能。原有的直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)逐步進(jìn)行改造使其具備交流竄入直流的測(cè)記和報(bào)警功能。2、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求2.1兩極接地 直流系統(tǒng)正極、負(fù)極或正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻小于下表規(guī)定值時(shí)，絕緣裝置要求告警選線(xiàn)。 2.2交流竄入直流系統(tǒng)母線(xiàn)對(duì)地交流電壓10V，絕緣裝置要求告警選線(xiàn)。2

14、.3直流竄入兩套直流系統(tǒng)母線(xiàn)絕緣電阻10K，絕緣裝置要求告警選線(xiàn)。直流系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓（直流系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓（V）220110絕緣電阻（千歐）25152.4電壓偏差直流系統(tǒng)兩極對(duì)地電壓絕對(duì)值差大于下表整定值時(shí)，絕緣裝置要求告警選線(xiàn)。2.5電壓偏差對(duì)地電壓波動(dòng)5%直流系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓（南網(wǎng)10%），每天只能波動(dòng)一次，時(shí)間少于5分鐘。2.6接地故障定位接地故障定位準(zhǔn)確率為100%。系統(tǒng)電壓（V）兩極電壓絕對(duì)值差整定值(V)22022040401101102020QDA-300在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)裝置介紹QDA-300在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)裝置介紹 QDA-300 在線(xiàn)絕緣裝置由主機(jī)、選線(xiàn)模塊及互感器（互 感器分開(kāi)口和閉環(huán)兩種，

15、適應(yīng)不同用戶(hù)的需要）等。1、組成2、工作原理 主機(jī)檢測(cè)母線(xiàn)電壓、正負(fù)極絕緣電阻等并進(jìn)行異常告警，通過(guò)RS485與選線(xiàn)模塊及上位機(jī)通訊。選線(xiàn)模塊在接收到主機(jī)選線(xiàn)信號(hào)后，開(kāi)始選線(xiàn)，并將選線(xiàn)結(jié)果告知主機(jī) 。l準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)各種接地故障（單極、兩極、多點(diǎn)、蓄電池組接地、壓差）并進(jìn)行支路選線(xiàn)l準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)交流竄入直流系統(tǒng)故障并進(jìn)行支路選線(xiàn)l準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)各種直流竄電故障（同極、異極、兩極）并進(jìn)行支路選線(xiàn)l故障支路選線(xiàn)準(zhǔn)確率100%l可對(duì)裝置自身的各種故障進(jìn)行自檢并進(jìn)行故障告警l能對(duì)蓄電池組的絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行接地定位l開(kāi)口互感器,可實(shí)現(xiàn)不停電改造3、主要功能l 母線(xiàn)電壓測(cè)量范圍：50%-120%Un, 0.2l 母線(xiàn)對(duì)地電壓測(cè)量范圍：0-120%Un, 0.5l 母線(xiàn)對(duì)地交流電壓測(cè)量：0250V, 5l 母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻測(cè)量范圍：0-999.9k，10%l 支路對(duì)地絕緣電阻測(cè)量范圍：0-999.9k，15%l 蓄電池組接地定位精度：1節(jié)l 直流互竄預(yù)警靈敏度：兩段直流系統(tǒng)之間電氣連接50Kl 巡檢回路數(shù)：標(biāo)配128回路（用戶(hù)若有特殊